La Terre est en orbite autour du soleil, qui est une étoile typique. Le soleil fait partie d’une concentration de quelques centaines de milliards d’étoiles qui forment notre galaxie, la Voie Lactée. Visuellement, l’univers peut se résumer à ceci : des galaxies à perte de vue, comme l’illustre ce célèbre cliché pris par le téléscope spatial Hubble.
Cette image représente un grand nombre de galaxies lointaines (plus de 1500). La taille de la zone du ciel couverte par cette image est très petite : un trentième du diamètre de la pleine lune seulement. Les objets que l’on voit sont presque exclusivement tous des galaxies très lointaines donc très peu lumineuses : le rapport entre la luminosité apparente de ces galaxies et celle des étoiles brillantes est du meme ordre que le rapport entre la luminosité apparente de ces memes étoiles et celle du soleil !
Image NASA et Space Telescope Science Institute. Agrandir l’image (attention, fichier JPEG de 2.0 Mo !)
La répartition spatiale des galaxies n’est cependant pas du tout aléatoire. Du fait de l’influence de la gravité, les galaxies proches s’attirent les unes les autres et forment des structures plus ou moins complexes. Les nuages de Magellan sont par exemple deux petites galaxies en orbite autour de notre Voie Lactée. Dans notre voisinage immédiat, les deux plus grosses galaxies sont la galaxie d’Andromède M33 et notre Voie Lactée, et on trouve également plusieurs dizaines de galaxies de moindre importance, la plupart étant en orbite soit autour de notre Voie Lactée, soit autour de la galaxie d’Andromède. L’ensemble forme ce que l’on appelle un groupe de galaxie. Celui dont fait partie la Voie Lactée s’appelle tout simplement groupe local et comprend quelques dizaines de galaxies. Quand un groupe de galaxies comprend plusieurs milliers de membres dans une région relativement réduite, on parle alors d’amas de galaxies. Il existe également des concentrations plus importantes de plusieurs dizaines de milliers de galaxies, celles-ci pouvant faisant partie de groupes ou d’amas, ou alors étant isolées : on parle alors de super amas. Notre groupe local fait partie d’un super amas appelé super amas local, ou super amas de la Vierge, ou Virgo, du nom latin de la constellation de la Vierge qui représente la direction dans laquelle se trouvent les plus grosses galaxies du super amas.
Il ne semble pas qu’il y ait de « super super amas » ou de structures plus grandes : les super amas représentent les plus grosses structures connues.
Quelle est la répartition spatiales de ces grandes structures ? L’observation a en longtemps été assez difficile mais on a désormais une image assez claire de la répartition de la matière dans l’univers. Grossièrement, elle s’apparente à la forme d’une éponge : il existe d’immenses zones presques vides de toute matières, appelées simplement... « vides ». A l’intersection de deux vides, on trouve des « feuillets » où la densité de matière peut être significativement plus grande, de même à l’intersection de plusieurs feuillets on trouve des filaments à l’intersection desquels sont situés les super amas. Il existe donc de nombreuses galaxies ne faisant pas partie de super amas.
L’image ci-dessous issue de simulations numériques menées par le consortium Virgo basé à l’université de Durham en Angleterre (voir leur site).
Cette simulation montre la répartition des galaxies telle qu’elle existe dans l’univers. Les vides, le filaments et les super amas sont parfaitement visibles.
Image par Joerg Colberg reproduite avec l’autorisation du Consortium Virgo. Tiré de Jenkins et al, 1998 Astophysical Journal,499,20-40. Agrandir l’image (attention, fichier GIF de 3.4 Mo !)
Liens :
Le site du téléscope spatial Hubble (Space Telescope Science Institute)
La page consacrée au champ profond de Hubble (Hubble Deep Field)
La page du consortium Virgo
Quelques images et films de simulations du Consortium Virgo
Une autre image du ciel profond, par le centre de traitement de données TERAPIX de l’Institut d’Astrophysique de Paris
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